Физические принципы оптической микроскопии, сахариметрии

Физические принципы
оптической микроскопии,
сахариметрии,
рефрактометрии
• Линзой называется оптически прозрачное
тело ограничено двумя сферическими
поверхностями.
• Одна из поверхностей может быть плоской,
ее можно рассматривать как сферическую
поверхность с бесконечным радиусом.
• Линзы бывают собирательные , или
выпуклые, если сферическая поверхность
выпуклая(толщина таких линз увеличивается
от краев к середине) и разсеивательные,
если сферическая поверхность
вогнутая(толщина таких линз уменьшается от
краев к середине).
• Если толщина линзы маленькая
сравнительно с радиусами кривизны
поверхностей, то линза называется тонкой.
Строение микроскопа
• Точка которая находится посреди линзы, называется
оптическим центром линзы. Пряма, что проходит
через геометрические центры сферических
поверхностей, называется главной оптической
осью линзы, а всякая другая прямая, которая
проходит через оптический центр называется
побочной оптической осью. Главным фокусом линзы
называется точка, в которой пересекаются после
преломления в линзе лучи, которые падают на нее
параллельным пучком к главной оптической оси.
Расстаяние от оптического центра к фокусу
называется фокусным расстоянием(F). Для
собирательной линзы F>0 , для разсеивательной F<0
.Отрицательное значение F(разсеивательная линза),
обозначает, что фокус воображаемый, то есть в
фокусе собираются не заломленные лучи, а их
продолжение.
Оптическая сила линзы характеризует ее преломляющую
способность Оптическую силу линзы можно рассчитать за формулой:
 1
1 n
1 
(1)
   1     ,
F
n
R R
1

 
2
1
2

где n1, n2- абсолютные показатели преломления материала из
которого изготовленна линза и среды в котором находится она ; R1, R2радиусы сферических поверхностей линзы. При этом радиус выпуклой
поверхности считается положительным, радиус вогнутой отрицательным.
Система линз, центры сферических поверхностей которых лежат на
главной оптической оси называется центрированной. Оптическая сила
системы линз, которые косаются между собою, равная алгебраической
сумме оптических сил линз, которые составляют систему:
1
1
1
 
 ... ,
(2)
F
F F
c
1
2
,
(3)
где F1, F2- фокусные расстояния линз, которые составляют систему, Fcфокусное расстояние системы линз, Dc- их оптическая сила.
Связь между расстояниями от оптического центра линзы к предмету
d и к изображению f и ее фокусным расстоянием F выражается формулой
линзы:
1 1 1
  
.
(4)
F d f
Dс   D1  D2  ...
Знак минус касается разсеивательной линзы.
Методы определения фокусного
расстояния тонкой собирательной линзы.
•
Фокусное расстояние тонкой собирательной линзы
можно определить за формулой линзы. Для этого
достаточно получить с помощью линзы четкое
изображение предмета на экране(увеличенное или
уменьшенное), измерить величины d и f и найти F
за формулой(4).
d
f1
1
l
d
f2
2
L
Ìàë. 1
Естественный и поляризованный
свет
E

H
Мал.1
• Свет, у которого вектор
напряженности
электрического поля
изменяет свою ориентацию в
пространстве, называется
естественным(рис.1).
• Плоскость, которая проходит
через вектор напряженности
электрического поля и
вектор скорости света
называют плоскостью
поляризации.
• При прохождении поляризованного света через
определенные среды плоскость колебаний вектора
возвращается на некоторый угол . Это явление
называется явлением поворота плоскости
поляризации и обусловленное структурой вещества,
строением молекул. Вещества, которые способные
возвращать плоскость поляризации, называются
оптически-активными веществами. Различают
“правое” и “левое” обращение плоскости
поляризации. Направление обращения определяют
по отношению к наблюдателю, который смотрит
навстречу лучу. Если обращение плоскости
поляризации происходит по направлению (против)
часовой стрелки, то обращение называется правым
(левым), а само вещество право
вращающей(левовращающей).
Поляриметр
•
Поляризационный метод определения содержимого оптически-активных веществ
(поляриметрия) широко используется в биофизических исследованиях. По величине
угла поворота плоскости поляризации определяют оптическую активность
определенных белков в крови с целью диагностики рака, концентрацию сахара в
мочевине, которая служит диагностическим показателем для диагностики сахарного
диабета. Поляриметрия применяется также как метод прием структурных
преобразований, в частности в молекулярной биофизике.
0'
2
Природнє
світло
0'
Поляризоване
світло
O'
1
Q
1
E
Q
0
0

E
2
0
Мал. 2
ісландськи
й шпат
B
зв ичайний
промінь
незв ичайний
промінь
C
O
Мал.3
оптично-актив на
речов ина
680
D
A
канадський бальзам
O
поляризов ане св ітло
Мал.4
поляризатор
Мал.5
аналізатор
O'
Виды излучений. Источники света
Электролюминесценция (от
латинского люминесценция «свечение») – разряд в газе
сопровождающийся свечением.
Северное сияние есть
проявление
электролюминесценции.
Используется в трубках для
рекламных надписей.
Хемилюминесценция –
излучение света в
некоторых химических
реакциях, идущих с
выделением энергии. Ее
можно наблюдать на
примере светлячка и
других живых
организмах,
обладающих свойством
светиться.
Тепловое излучение – излучение,
при котором потери атомами
энергии на излучение света
компенсируются за счет энергии
теплового движения атомов (или
молекул) излучающего тела.
Тепловым источником является
солнце, лампа накаливания и т. д.
Фотолюминесценция – свечение тел
непосредственно под действием падающих
на них излучений. Примером являются
светящиеся краски, которыми покрывают
елочные игрушки, они излучают свет после
их облучения. Это явление широко
используется в лампах дневного света.
Для того чтобы атом начал излучать, ему необходимо передать
определенную энергию. Излучая, атом теряет полученную энергию, и
для непрерывного свечения вещества необходим приток энергии к его
атомам извне.
Катодолюминесценци
я – свечение твердых
тел, вызванное
бомбардировкой их
электронами.
Благодаря ей светятся
экраны электроннолучевых трубок
телевизоров.
Спасибо за внимание